-
Anordnung selbstbackender Elektroden in elektrischen äfen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Anordnung selbstbackender Elektroden für elektrischen Öfen,
die in einer bleibenden Form gleiten und mit von der Seite eingesteckten .Kontakten
versehen sind.
-
Das in der Regel verwendete Verfahren beim Betriebe der sogenannten
Söderberg-Elektroden, die in dem Ofen gebacken werden, in dem sie angewandt «-erden,
besteht darin, den Metallmantel, der als Form und Armierung für die Elektrode dient,
in den elektrischen Ofen mit der Elelarode zusammen einzuführen und dort abschmelzen
zu lassen. Die Stromzufuhr zur Elektrode geschieht dabei meistens durcrll den Metallmantel,
der zu diesem Zweck mit Rippen versehen ist, die nach innen in die Elektrodenmasse
hineinragen und eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem äußeren
Mantel und der gebrannten Elektrode besorgen. In dieser Form hat diese- selbstbackende
Elektrode weitgehende Verwendung gefunden.
-
Diese Ausführungsform hat jedoch erhebliche Nachteile in Aluminium-
und ähnlichen Ofen zur Folge gehabt, in denen das erzeugte Metall durch Absclfmelzen
der Rippen sowie des Mantels verunreinigt und seine Qualität wesentlich herabgesetzt
wird. Es sind viele Versuche gemacht worden, diesen Nachteil zu beseitigen. So hat
man den Mantel sowie die Rippen aus Aluminium hergestellt. Wegen des niedrigen Schmelzpunktes
des Aluminiums sind die Rippen jedoch dabei zu rasch abgeschmolzen, so daß der Spannungsabfall
in der Elektrode zu hoch wurde. Sodann hat man den \lantel aus Aluminium, die Rippen
jedoch aus Eisen gemacht, Zoobei eine Verbesserung erhalten wurde. Die Menge Eisen,
die
durch Abschmelzen der Rippen in das Aluminium gelangt, ist dabei jedoch noch zu
groß.
-
Es wurde ferner versucht, die Rippen unabhängig von dem Mantel zu
machen und dieselben aus Flacheisen herzustellen, die von Zeit zu Zeit nach oben
verschoben wurden, wenn das untere Ende wegen des Verbrauches der Elektrode sich
dem Bade zu sehr näherte. Um genügend elektrischen Kontakt zwischen diesen Rippen
und der gebackenen Elektrode zu erhalten, wurden diese Rippen aus zwei Teilen gemacht,
-die keilförmig ausgebildet und gegeneinander verstellbar waren. Durch Anziehen
bzw. Lösen eines Teiles gegen den anderen konnte der Druck der Rippen gegen die
Elektrodeilmasse geregelt werden. Dadurch sollte ein genügend guter Kontakt zwischen
den Rippen und der Elektrode erhalten werden. Eine Lösung des Problems brachte auch
diese Ausführungsform nicht, denn der Spannungsabfall war noch zu hoch und die Rippen
nutzten sich zu rasch ab. Auch hatten die Rippen die \ eigung, die Elektrode zu
zersprengen.
-
Eine erhebliche Verbesserung stellte bereits die bekannte Anordnung
dar, bei der die Kontakte in die rohe Elektrodenmasse eingebettet und mit ihr zusammen
durchgebakken werden. Durch Verkokung des Bindemittels der Elektrode erhält man
auf diese Weise eine sehr gute Verbindung zwischen Kontakt und Elektrode, ohne daß
es nötig wäre, einen besonderen Druck auf die Elektrode auszuüben. Hierbei wurden
als Kontakte eiserne Bolzen von der Seite durch Offilungen des Metallmantels in
die Elektrodeninasse eingeführt. Die holitakte ordnete man in waagerechten Reihen
an und schaltete diejenigen einer Reihe elektrisch parallel. Sobald eine Kontaktreihe
sich dem Bade näherte, wurde die elektrische Verbindun- mit der nächsten Kontaktreihe
hergestellt, worauf man die untere Kontaktreihe entfernte. Nette Kontaktreihen wurden
in dem MalLie, wie sich die Elektrode abnutzte. in (lie ollere Elel:tro(lenmasse
eingesetzt. so Bali auf diese Weise ein kontinuierlicher Betrieb zustande kam. Diese
Ausfiilirtlti.,;sform hat sich itn Betriebe gut bewährt und «-e it-elien(l in der
Altitniniumindtistrie durclinesetzt. Der I31e1:-trodentnatitel t\-ird aus .1lnminium
bel;@cstellt t(nd mit cler Elektrode @-erbrauclit Es ist auch bereits eine
Anordnung selbstbackender Elektroden in elektrisclu#n ( iteIi j bekannt, bei der
attf dein (@feti(iecl:el eilte bleibende Forni vorbanden ist, in der die selbstbackende
I?lektrodc gleitet. Die I;lel:-trode wird in dieser Form 'mit ein nlcirbzeitin
als @tromzufülirnnnslamtala und 'als aufli:iri-tin- dienendes holir lieruingcstainhft,
(las bis in den gebrannten Teil der Elektrode ragt, an seinem unteren Ende geschlitzt
und durch einen Keil gegen die Wandung des Kohlraumes der Elektrode gepreßt wird.
Entsprechend dem Abbrand der Elektrode wird dieses Rohr von Zeit zu Zeit nach Lösen
des Keils nach oben versetzt.
-
Bei dieser Anordnung wird der Strom der Elektrode von innen zugeführt,,
so daß die Elektrode von innen durchgebacken wird und nicht an der Form festbrennt,
wie dies bei den Elektroden mit seitlich durch den :Mantel eingesteckten Kontakten
bisher der Fall war. Die Elektrode kann daher in der Form gleiten.
-
Um diese Vorteile auch bei Anordnungen selbstbackender Elektroden
in Lichtbogenöfen, die in einer bleibenden Form gleiten und mit von der Seite eingesteckten
Kontakten versehen sind, zu erzielen, ist beim Gegenstand der Erfindung die die
Elektrode umgebende bleibende Form mit zur Elektrodenlängsachse parallelen Schlitzen
versehen, durch die die Kontakte in die Elektr6denmasse eingesteckt sind. Durch
diese Maßnahine ist eine freie Bewegung der Elektrode und der darin eingesteckten
Kontakte in der Form ermöglicht.
-
Es ist vorteilhaft, die 'Metallform mit einer Einlage aus Aluminiumblech
zu versehen, die zu Beginn des Betriebes der Elektrode in der Form gleitet, bis
die Elektrode durchgebacken ist, und nach Befestigung des Aluminiumbleches an zier
Form die Elektrode im Blech selbst gleitet. Ferner kann die Allordnung so getroffen
werden, daß die in bekannter Weise zur Aufhängung der Elektrode benutzten stromfiihrendenKontakte
nur einen Teil des E1ektrodengewichts tragen, während der Rest des Elektrodengewichts
durch die Reibung zwischen Elektrode und bleibender Form aufgenommen wird.
-
lach einer besonderen Ausf%ihrungsforin der Erfindung ist die Form
oberhalb der I?lektrode mit Abzugsöffnungen für <las Ofeilgas t-ersehen, die
mit einem Sammelrohr für (las Gas innerhalb der Form verbunden sind.
-
Die Erfindung ist auf der Zeichnung iti einer .\tisfiilirunnsforin
bei ihrer :Anwendung auf Elektroden für Ahuninititnnfcn dar-e#-stellt.
-
Fin. t zeit einen #citl:recliten Schnitt (Ittrcli eilte 1#'_lektrode
in einem .\ltitniiiititn-Ufen. 1 ist eitle Elektrnde. 2 eine l( l'111. die alt einem
f,:,tstelietl(Icil niit t'(cr-#1>rüneri verselleileil lZaltillen ;; atit@C'llall!@t
ist. 4. sind Kontaktbolzen. (lie in Schlitze t,; (!er 1#orin eitigefiillrt werden.
In ihrer tiic(1-rigsten Stelltttil- liegt die mitersto Kontaktreihe lici ; gegen
die Form all. Die Elel:-trode kann in dieser Stellttnn finit ihrem G('-@t-iclit
auf (ler I#c»rni ruhen. indvtii die l@untaktbolzen
festgehalten
werden, während sie in jeder anderen Stellung zur Form frei gesenlt werden kann.
Die Form nimmt jedoch immer durch Reibung einen Teil, beispielsweise 5o°10, des
Eleltrodengewichtes auf. Im übrigen wird die Elektrode in bekannter Weise von stromführenden
Kontaktbolzen getragen, deren äußeres Ende mit vertikalen Nabelschienen 6 verbunden
ist, die an einem Aufhängungsrahmen ; festgeklemmt sind. Dieser führt gleichzeitig
den elektrischen Strom zur Elektrode und kann in bekannter Weise mittels Spindel,
Hebel oder anderer bekannter Mittel gehoben oder gesenkt werden, die in der Zeichnung,
jedoch nicht dargestellt sind. ' Während des Betriebes wird die Elektrode zur Badoberfläche
in dem Maße gesenkt, wie sie am unteren Ende verbraucht wird. Das erfolgt durch
Senken des Aufhängerahmens7. Nenn sich in dieser Weise der Rahmen allinählich der
niedrigsten Stellung nähert, müssen die Kontaktbolzen so angeordnet sein, daß sich
die unterste Kontaktreihe bei 5 der Elektrodenform anlegt. Man kann dann die Form
das ganze Elektrodengewicht tragen lassen und die Verbindung zwischen den Kupferschienen
6 und dem Aufhängerahmen 7 lösen, worauf der Zahmen in die höchste Stellung gehoben
wird; von dieser kann das Senken der Elektrode wieder beginnen, sobald die unterste
Kontaktreihe entfernt .ist.
-
Fig. i deutet einen geschlossenen Ofen an, in dem das Sammelrohr für
das Ofengas an die Innenseite der Elektrodenform verlegt ist. Das Gas geht durch
Löcher S in einen Gaskanal g an der Innenseite der Elektrodenform. Dieser Kanal
ist mit einem Abzugsrohr io verbunden. Die Haube, welche die Elektrode umgibt, ist
mit einer geeigneten Anzahl Verschlußklappen ii versehen.
-
Die Zeichnung zeigt eine Elektrodenform, die -mit einer Aluminiumeinlage
i2 versehen ist. An einer Aluminiumplatte gleitet die Elektrodenmasse leichter als
an einer Eisenplatte. -'Bei Betriebsbeginn. wenn also die Elektrode noch roh und
ungebacken ist. -leitet diese schwer in der Form. Man kann deshalb während der ersten
Zeit die Aluminiumeinlage mit der Masse zusammen gleiten lassen. Sobald die Elektrode
gebacken ist und die 'Verhältnisse wieder normal sind. bleibt der A1uininiuminantel
gewöhnlich von sell).st stehen. Die Masse gleitet dann innerhalb des -11uminiummantels
und dieser kann deshalb> an der Form befestigt werden. Um zu vcrliiiiclcrn, dal,9
dir ungd>ackene I,ld:trodenmasse mehr oder weniger stark aus den Schlitzen 13 für
die Kontakte 4. herausbricht, können diese zweckmäßig mit einer Aluminiumplatte
abgedeckt werden, die sich mit den Kontakten zusammen abwärts bewegt. Es ist nämlich
wichtig, daß die Elektrodemnasse keine Gelegenheit hat, sich in die Schlitze so
weit einzudrücken, daß sie sich während des Senkens der Elektrode bei 5 aufhängt.
-
Andere Ausführungsformen für die Erfindung sind natürlich möglich.
-
Fig.2 zeigt bruchstückweise die Elel:trodenform von der Kontaktseite
gesehen. Man sieht die Schlitze 13, in welche die Kontakte eingesteckt werden, und
die Löcher 8 für das Gas. Diese sind an verschiedenen geeigneten Stellen angebracht.